「未來之光」不再短命 中國科學家破解鈣鈦礦太陽能電池長壽密碼

dalap

「未來之光」不再短命　中國科學家破解鈣鈦礦太陽能電池長壽密碼



央視新聞客戶端報道，鈣鈦礦太陽能電池因高效、低成本、輕量化等特點，被視為未來太陽能技術的重要方向。然而，這類電池存在一個關鍵問題——穩定性較差，難以長期使用。3月7日，華東理工大學一項研究成功破解了這一難題，相關成果已發表在國際頂級期刊《科學》（Science）。據悉，科研團隊成功找到延長鈣鈦礦太陽能電池壽命的關鍵方法，這項「命短」難題的破解，讓人類距離用上更便宜、更輕薄的太陽能板又近了一大步。


可持續工作3670小時
報道表示，鈣鈦礦太陽能電池被稱作「未來之光」，它不僅能像傳統矽電池一樣發電，還能做成薄如紙張、可彎曲的形態，甚至能貼在衣服或窗戶上使用。但多年來，這種電池有個致命弱點：在陽光下用不了多久就會「衰老」，使用壽命遠達不到實際應用要求。

不過，研究團隊已揭開了這個「短命」謎團。研究發現，鈣鈦礦材料在陽光照射下會像氣球一樣反復膨脹收縮，時間一長就會「內傷」破裂。這種材料遇光會膨脹超過１％，內部晶體相互擠壓產生破壞力，就像反復折疊的紙最終會斷裂一樣。

科研人員想出了一個妙招——給材料穿「防彈衣」。他們用世界上最堅硬的材料之一石墨烯，加上特殊透明塑膠，製成只有頭髮絲萬分之一的超薄保護層。實驗證明，這層「防護衣」能讓材料抗壓能力翻倍，把膨脹幅度從0.31％降到0.08％，就像給易碎品加了抗震包裝。

華東理工大學科研人員展示長壽鈣鈦礦太陽能電池。　央視
華東理工大學科研人員展示長壽鈣鈦礦太陽能電池。　央視
經過嚴格測試，裝上這種保護層的太陽能電池創下新紀錄：在模擬日常使用的強光高溫環境下，持續工作3670小時（約153天）後，仍能保持97％的發電效率。這是目前同類電池中最長的穩定工作時間，意味著實際應用成為可能。

報道稱，這項突破不僅給出解決方案，更顛覆了科學界認知。過去十年，全球科學家主要從材料配方改良入手，而華東理工團隊首次發現「物理損傷」這個隱藏殺手，為後續研究打開新方向。相關專家表示，這項工作重新定義了提升穩定性的技術路徑。

研究團隊透露，該技術已開始與企業合作試驗。一旦量產，將帶來革命性變化：建築外牆的發電玻璃、可折疊的戶外充電毯甚至給手機充電的太陽膜都可能成為現實。據估算，鈣鈦礦電池生產成本僅為矽電池的三分之一，發電效率還有提升空間。